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智慧健康研究综述: 从云端到边缘的系统(7)

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2.2.2 利用雾来提高智慧健康服务

物联网和传感器技术的不断发展使我们能够开发出更智能的医疗保健解决方案，不仅适用于医院内部，还可以应用在日常生活中，保障医疗健康.在大多数基于物联网的医疗保健系统中，尤其是在智慧家居和智慧医院中，在传感器基础设施网络和后端互联网之间需要桥接点，即通常所说的网关.网络边缘的网关通常只执行基本功能，例如在互联网和传感器网络中使用的协议之间进行转换和传输实时数据.这些网关对传感器网络和传输的数据进行有效的控制.利用这些网关在网络边缘的战略地位，可以提供更多的服务，如本地存储和本地实时数据处理，从而呈现出智能电子健康网关.通过这类智能电子健康网关，可以在传感器节点和云计算平台之间形成地理分布的中间智能计算层来实现智慧健康物联网系统中的雾计算概念.通过智能电子健康网关来负责处理传感器网络和远程云计算中心的一些负担，雾计算架构可以应对无处不在的医疗保健系统中的许多挑战，例如移动性、能效和可扩展性等.

物联网技术可以应用于智慧健康等相关领域，作为无线传感器网络与传统互联网之间的桥接，物联网网关在智慧健康应用中发挥着重要作用.Zhu等人[46]根据典型的物联网应用场景和电信运营商的要求，提出了基于ZigBee和分组协议的物联网网关系统，介绍了无线传感器网络与移动通信网络之间的数据传输、不同传感器网络协议的转换和无线传感器网络的控制功能，设计了原型系统并进行了系统验证.

Emara等人[47]提出了一个基于智能网关的通用框架，用于无线传感器网络和互联网互连.该框架允许访问各个传感器节点，并为以数据为中心的传感器网络启用基于互联网的查询功能.它还提供从一个网络到另一个网络的透明访问，而无需修改在任一网络中运行的协议.此外，该框架可以扩展为多网关架构从而提供容错和负载平衡能力.

Mueller等人[48]展示了一个通用的传感器网络平台SwissGate，它为传感器网络编程提供了高级接口，并提供了一个多层架构，可以有效地处理和优化传感器网络的运行.

Bimschas等人[49]提出了智能网关中间件的设计，它允许通过为传感器网络和互联网提供简化的接口在网关上执行应用程序代码.由于网关完全了解并控制传感器网络和互联网，因此智能网关可以充当性能增强代理和智能缓存，以保护传感器网络的有限资源.

Shang等人[50]提出了一种新颖的可配置智能物联网网关，它具有3个重要的优点：首先，网关具有插入式架构，其具有不同通信协议的模块可以根据不同的网络进行定制；其次，它具有统一的外部接口，适合灵活的软件开发；最后，它具有灵活的协议，可将不同的传感器数据转换为统一格式.与同类研究相比，网关具有更好的可扩展性、灵活性和更低的成本.

Stantchev等人[51]提出智能医疗健康基础设施的3层架构，并提供了一个示例用例作为基于智能传感器的医疗基础设施的模板.该架构基于面向服务的体系结构，架构集成了角色模型、分层云计算架构以及雾计算通知范例，以便为医疗健康应用提供可行的中间计算层架构.

Cloudlet是位于蜂窝网络边缘的具有较强移动性的微型数据中心，它是一种云计算中心的扩展，把云计算资源迁移到蜂窝网络的边缘，服务于低延时、实时性的任务.Cloudlet可以帮助智慧健康应用减少延迟以实现更快的响应，并提高应用交互性.Quwaider等人[52]介绍了基于Cloudlet的大规模医疗体域网系统.目标是通过使用Cloudlet系统来动态选择收集到云的数据，从而最小化端到端的数据包成本，同时还尝试通过动态选择邻居云来最小化端到端的数据包延迟，从而最小化整体延迟，最终实现对于医疗健康数据的实时监控.智慧健康服务还可以利用Cloudlet平台来帮助卸载任务，Lo’ai等人[53]提出了基于Cloudlet的移动医疗模型，模型首先会从Cloudlet中寻找服务，只有当Cloudlet中没有该服务时，用户才会连接到医疗云.除此之外，Chen等人[54]建立了基于Cloudlet的新颖的医疗数据共享系统，在减少通信能耗的同时可以防止恶意攻击.EI Amraoui等人[55]提出一种基于Cloudlet和软件定义网络的新架构，可以平滑设备和访问网络的异构性，并通过云环境实现医疗数据收集和分析的快速访问.总之，作为云和边缘传感器网络的中间层，Cloudlet可以帮助智慧健康服务减少延迟、辅助计算以及减少能耗.

随着雾计算的研究发展，智慧健康应用从中受益颇多，其中智能网关和微型数据中心可以大幅提高智慧健康应用的实时性，以及为智慧健康应用提供更多辅助功能.

文章来源：《智慧健康》网址: http://www.zhjkzz.cn/qikandaodu/2020/0715/380.html